Intermodulyatsiya buzilishi: kontseptsiya, o'lchash xususiyatlari va kamaytirish usullari

Mundarija:

Intermodulyatsiya buzilishi: kontseptsiya, o'lchash xususiyatlari va kamaytirish usullari
Intermodulyatsiya buzilishi: kontseptsiya, o'lchash xususiyatlari va kamaytirish usullari
Anonim

Amplifikatorlar, monitorlar va shunga o'xshash uskunalarni tanlashda tajribasiz odam ko'pincha quvvat va chastota reaktsiyasi kabi ko'rsatkichlarga amal qiladi. Ko'proq aqlli odamlar harmonik taqdimotlar koeffitsientining qiymatiga qiziqishadi. Va faqat eng bilimdonlar intermodulyatsiya buzilishi haqida gapiradi. Garchi ularning zararli ta'siri barcha sanab o'tilganlar orasida eng katta bo'lsa-da. Bundan tashqari, ularni o'lchash va aniqlash juda qiyin.

Kirish

Dastavval ta'rifdan boshlaylik. Ikki chastotadan hosil bo'lgan signal juda chiziqli javobga ega bo'lmagan kuchaytirgichning kirishiga qo'llanilganda, bu harmonika (overtones) hosil bo'lishiga olib keladi. Bundan tashqari, bunda nafaqat bu ikki ko'rsatkich, balki ularning matematik yig'indisi va farqi ham ishtirok etadi. Bu oxirgisi intermodulyatsiya buzilishi deb ataladi.

Kichikmisol

qabul qiluvchilarda intermodulyatsiya buzilishi
qabul qiluvchilarda intermodulyatsiya buzilishi

Bizda signal bor, deylik. U ikkita chastotadan iborat - 1000 va 1100 Gts. Bu kuchaytirgich chiqishida 2100 Gts (1000 + 1100) va 100 Gts (1100-1000) chastotali signallar ham hosil bo'lishini anglatadi. Va bular faqat birinchi tartibli harmonikalarning hosilalari!

Yana bir misol. Ikki chastota olinadi, ular beshdan biriga farq qiladi. Qandaydir tarzda 1000 Gts va 1500 Gts. Bunday holda, ikkinchi tartibli harmonikalar 2000 Gts va 3000 Gts, uchinchisi - 3000 Gts va 4500 Gts bo'ladi. 1000 Gts ga nisbatan 2000 Gts, 3000 Gts va 4500 Gts da qiymatlar oktava, duodecim va yo'q. 1500 Gts bilan ishlar biroz boshqacha. Unga nisbatan 2000 Gts, 3000 Gts va 4500 Gts chastotalar garmonikasi to'rtinchi, oktava va o'n ikkilikdir.

Shuni ta'kidlash kerakki, har ikkala ko'rib chiqilgan chastotalarning ishlab chiqarilgan ohanglari asosiy tonlarga mos keladi. Biroq, barcha cholg'u asboblaridan foydalanilganda tabiiy garmonik hosil bo'lishini hisobga olsak, bu ajablanarli emas.

Intermodulyatsiya buzilishining xususiyatlari qanday?

intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash usullari
intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash usullari

Ularning o'ziga xosligi shundaki, signallar hosil bo'ladi, ularning chastotalari ohanglarning yig'indisi va farqidir. Shuni ta'kidlash kerakki, ishlab chiqarilgan kombinatsiyalar har doim ham asosiy ko'rsatkichlarning qiymatlari bilan mos kelmaydi. Bundan tashqari, natijalarni murakkab spektral taqsimlash bilan, bu nafaqat garmonik tuzilmaning boyitilishiga olib kelmaydi (past tartibli ohanglar bilan mumkin), balki uni ham boshlaydi.odatdagi shovqinga o'xshaydi.

Bu, ayniqsa, murakkab musiqa signalini yaratish yoki takrorlashda toʻgʻri keladi. Intermodulyatsiya buzilishini o'lchash tizimning chiziqli bo'lmasligi darajasini aniqlashga urinishni nazarda tutadi. Masalan, karnaylarda shunga o'xshash effektlar harakatlanuvchi diffuzor tizimining turli xil elastiklik qiymatlari tufayli yuzaga keladi. Bu turli qo'zg'alish sharoitida magnit maydonlarning xatti-harakatlariga ham tegishli. Darvoqe, karnay turli tovush darajalarida nomutanosiblik ko‘rsatadigan tizimning yaxshi namunasidir.

Aslida, bu undan akustik chiqishda chiziqli bo'lmagan hodisalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Agar karnay simmetrik xatti-harakatlarga ega bo'lgan tizim bo'lsa, unda intermodulyatsiya buzilishining yuzaga kelishi uchun hech qanday shartlar bo'lmaydi. Bundan ma'lum bo'ladiki, agar tizim chiqishida garmonik bo'lsa, unda har doim ma'lum bir chiziqli bo'lmaganlik bo'lishi kerak.

Bundan qanday oraliq xulosa chiqarish mumkin?

Yuqoridagilarni umumlashtirgan holda shuni ta'kidlash kerakki, garmonik buzilish musiqiy bo'lmagan tizimlarga olib keladigan jarayonlarning paydo bo'lishini ko'rsatmaydi. Bundan tashqari, ushbu parametr bo'yicha turli qurilmalarni to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash ishlab chiqarilgan signallarning sifati haqida jiddiy noto'g'ri tushunchalarga olib kelishi mumkin.

Ajoyib misollardan biri bu kuchaytirgichlarda intermodulyatsiya buzilishi. U erda ko'pchilik trubkalar tranzistorlarga qaraganda yaxshiroq ovozga ega deb hisoblashadi. Garchi ikkinchisi kattalik tartibini kamroq buzilish hosil qilsa.

Haqidao'lchov va buzilish

uchinchi tartibli intermodulyatsiya buzilishi
uchinchi tartibli intermodulyatsiya buzilishi

Intermodulyatsiya buzilish muammosi - haqiqiy va yashirin ekanligi allaqachon aniq. Agar vazifa uni kamaytirish bo'lsa, unda buning uchun siz uni oldindan o'rganib chiqib, tirishishingiz va ishlashingiz kerak. Yaxshi natijalarga rossiyalik elektro-akustik Aleksandr Voishvillo erishdi. Uning asarlari ushbu sohada o'z bilimini kengaytirmoqchi bo'lgan har bir kishiga o'rganish uchun tavsiya etiladi. Avvalo shuni ta'kidlash kerakki, buzilishlar hosil qilingan chastotaga qarab paydo bo'ladi.

Bunda chegara darajasidan oshib ketish belgilanadi. Bu uchinchi tartibdagi intermodulyatsiya buzilishlari, shuningdek, ikkinchisi o'rnatilgan hollarda kuzatiladi. Har qanday berilgan chastotada garmonikalar darajasini eksenel yo'nalishda kuzatiladigan javob darajasidan buzilishni ayirish yo'li bilan topish mumkin.

Intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash usullari qanday?

intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash texnikasi
intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash texnikasi

Aloqa va ehtimollik nazariyalari, shuningdek, matematik statistika asos qilib olinadi. Ular spektral tahlil, chiziqli bo'lmagan xususiyatlarni yaqinlashtirish usullari va ko'p yo'nalishli diagrammalarning kompyuter simulyatsiyasi bilan to'ldiriladi. Agar aniqroq echimlar haqida gapiradigan bo'lsak, bular:

  1. Bessel funksiyalaridan foydalangan holda uzatish xarakteristikalarining yaqinlashuvi bilan chiqish signali spektrini tahlil qilish va hisoblash uchun kompyuterga asoslangan usul. U 0,1 dan 0,2 gacha bo'lgan yuqori aniqlik bilan ajralib turadidB.
  2. Ko'p yo'nalishli diagrammalarni modellashtirish uchun raqamli-analitik usullar guruhi. Yangiligi tufayli ular keng tarqalmagan, ammo ularning hayotiyligi eksperimental tadqiqotlar bilan tasdiqlangan.
  3. Polar va spektral nurlanish naqshlarining parazitar va asosiy loblari parametrlari va modellari massividan foydalanish. Bu hududga xizmat ko'rsatadigan sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarida keng qo'llaniladi.

Bularning barchasi intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash usullari emas. Radio yo'li ish paytida ham, ta'sirni kamaytirish muammosini hal qilishda ham hisobga olinishi kerak bo'lgan o'ziga xos xususiyatlar mavjudligi bilan tavsiflanishi mumkin.

Amaliy himoya yechimlari

Bu savolga yagona universal javob yo'q. Shuning uchun, qarang:

  1. Transfer xususiyatlarining apparat-dasturiy tuzatuvchisi. U samaradorlikni 10-15 foizga oshirish, energiya sarfini esa 15-20 foizga kamaytirish imkonini beradi. Bundan tashqari, tizim tarmoqli kengligi 5% ga oshiriladi.
  2. Raman spektrini va soxta nurlanishni boshqarish imkonini beruvchi nazariy hisoblash algoritmlari va dasturlari. Ular uzatish yo‘llari samaradorligini bir xil 10-15% ga oshirish, energiya sarfini 15-20% ga kamaytirish imkonini beradi.
  3. Bessel funktsiyalari bo'yicha yaqinlashish yordamida kombinatsiya spektrini tahlil qilish uchun kompyuterga asoslangan usuldan foydalanish. Ushbu yechim nazariy ko'rsatkichlarni hisoblash, nazorat qilish va kamaytirish imkonini beradiishlaydigan tizimlardagi parazit emissiyalar.

Va yana bir qanchalar. Qaysi maqsadlarga intilayotganiga, shuningdek, mavjud muammolarga e'tibor qaratilishiga qarab aniq narsa tanlanadi.

Amaliy ish haqida bir oz

intermodulyatsiya buzilish omili
intermodulyatsiya buzilish omili

Intermodulyatsiya buzilishlariga munosabat bildirish uchun uni qanday tinglash kerak? Nima uchun ularni umuman o'lchash kerak? Shuni ta'kidlash kerakki, bu birinchi qarashda ko'rinadigan darajada oson ish emas. Intermodulyatsiya buzilish qiymatlarining kattaligi signalning chastota diapazoniga, uning mutlaq darajasiga, murakkabligiga, eng yuqori va o'rtacha qiymat o'rtasidagi nisbatga, to'lqin shakliga, ko'rsatilgan omillarning o'zaro ta'siriga va boshqa bir qator sabablarga bog'liq. Shuning uchun qiymatlarni o'lchash qiyin. Axir, ba'zi chastotalar boshqalarning avlodiga ta'sir qiladigan jarayonlar mavjud. Variatsiyalar soni esa faqat nazariy jihatdan cheksizlikka yaqinlasha oladi.

Baholashda muhim rolni intermodulyatsiya buzilish koeffitsienti egallaydi. Bu kuchaytirgichning davom etayotgan harmonik buzilishining ko'rsatkichidir. Intermodulyatsiya buzilish omili asosiy signalning qancha qismini qo'shimcha avlodlardan tashkil topganligini ko'rsatish uchun ishlatiladi. Ushbu ko'rsatkichning qiymati 1% dan oshmasligiga ishoniladi. U qanchalik kichik bo'lsa, tovushning aniqligi manba bilan tavsiflanadi. Yuqori darajadagi kuchaytirgichlar foizning yuzdan bir qismi yoki undan ham kamroq nisbatlarga ega.

Faqat bitta manba emas

Buzilishning paydo bo'lishi bitta bilan cheklanmaydiularning shakllanish nuqtasi. Signallarni ushlashga urinishda ba'zi muammolar paydo bo'ladi. Qabul qiluvchilarda intermodulyatsiya buzilishi shunday paydo bo'ladi. Bu, ayniqsa, turli xil radio jihozlari uchun to'g'ri keladi. Axir, u uchun foydali signal darajasini pasaytirish, shuningdek, shovqin bilan nisbati yomonlashishi juda muhimdir. Shuni ta'kidlash kerakki, kuchli shovqin hatto qo'shni signallarda ishlashga xalaqit berishi mumkin. Bunday holda, ular o'zaro aloqa mavjudligi haqida gapirishadi.

Bu hodisa signal va radio shovqinlari asosiy va shunga oʻxshash kanallarning chastotalariga toʻgʻri kelmasa sodir boʻladi. Ushbu hodisaning tabiati qanday? Crosstalk o'zini modulyatsiyalangan shovqinning spektral komponentlarining o'zaro ta'siri va qabul qiluvchining nochiziqliligi bo'yicha foydali signalning o'ziga xos natijasi sifatida namoyon bo'ladi. Ajralish yomonlashadi va jiddiy muammolar bo'lsa, normal qabul qilish imkonsiz bo'ladi.

Muhim daqiqalarni eslang

intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash
intermodulyatsiya buzilishlarini o'lchash

Intermodulyatsiya buzilishi modulyatsiyalangan shovqinga aylanadi. Hodisaning mohiyatini tushunish uchun kimdir uyda yaxshi musiqa tizimini tinglamoqchi bo'lgan vaziyatlarni tasavvur qilish kifoya, va derazadan tashqarida zanjirli arra o'z maqsadi uchun to'liq ishlatadigan odam bor. Shovqin darajasi musiqaning spektral zichligi va balandligiga bog‘liq bo‘ladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bu holatda to'g'ridan-to'g'ri aloqa yo'q. Intermodulyatsiya buzilishi mavjud bo'lsa, ovozning idroki va ravshanligi yo'qoladi. Signalning past darajalarida tafsilotlar yo'qoladi, shuningdek yo'qoladixarakterli yengillik. Bu, ayniqsa, guruch va xorlar uchun muammoli. Agar biror kishi ularni jonli ravishda tinglashga odatlangan bo'lsa, karnay orqali bir xil qo'shiqlarni eshitishga urinayotganda, siz juda xafa bo'lishingiz mumkin.

Buning sababi, hamma narsa aralashtirib, ikkita karnay orqali o'ynalganda, buzilish juda aniq bo'ladi. Holbuki, agar siz ob'ektlarni kosmosning turli nuqtalariga joylashtirsangiz, u holda muammolar soni kichikroq bo'ladi.

Qiziqarli tadqiqot

Ko'p chastotali usul bilan olinishi mumkin bo'lgan tadqiqot natijalarini eslatib o'tmoqchiman. Tizim orqali bir vaqtning o'zida boshqa ohangga ega bo'lgan bir nechta signallar o'tishining mohiyati bor. Bunday holda, chastotalar intermodulyatsiya komponentlarini maksimal darajada ajratishni ta'minlashga asoslangan holda tanlanadi. Bu muammoli joyni aniqroq tushunish imkonini beradi.

Ko'p chastotali usul ko'p hollarda qayd etilgan intermodulyatsiya buzilishlarining umumiy miqdori chiziqli bo'lmagan buzilish koeffitsientining umumiy qiymatidan to'rt marta oshib ketishini aniqlashga imkon berdi. Bundan oddiy xulosa chiqariladi. Ya'ni, ko'pincha garmonik buzilish deb hisoblanadigan narsa, aslida, ko'proq darajada intermodulyatsiya xarakteridagi hodisalardan iborat. Bunday holda, koeffitsientning qiymati quloq bilan qabul qilinadigan haqiqiy tovush bilan yaxshi mos kelmasligini tushuntirish juda oson.

Xulosa

intermodulyatsiya buzilishi
intermodulyatsiya buzilishi

Oddiy odam uchun intermodulyatsiya buzilishi haqida bilishingiz kerak boʻlgan hamma narsa shu. Shuni ta'kidlash kerakki, bu mavzu juda keng va ko'p sohalarni, hatto makonni ham qamrab oladi! Ammo siz tanishishingiz mumkin bo'lgan katta hajmdagi bilimlar faqat jiddiy tadqiqot va tadqiqotlar bilan shug'ullanadigan ixtisoslashgan mutaxassislarni qiziqtiradi.

Tavsiya: